JP2006103634A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＴＯ軸に接続して駆動する作業機の回転数が負荷変動等により変動しても、カップリングにより変動が打ち消されて走行系に逆流することがなくなるようにして、走行系の歯車の歯打ち音の発生を防ぐことを課題とする。
【解決手段】走行車両において、エンジン１１からの動力を走行系とＰＴＯ系に分岐して伝えるとともに、該ＰＴＯ系の動力伝達経路途中となる、走行系とＰＴＯ系とに分岐する分岐部とＰＴＯクラッチ８３との間やＰＴＯクラッチ８３とＰＴＯ変速装置９０との間にダンパー１０３を有するカップリング１００を配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、動力の外部取出を有する作業車両に関し、特にエンジンからの動力をＰＴＯ系に伝える動力伝達経路途中に配置されるカップリングの構成に関する。

従来、エンジンからの動力は走行系とＰＴＯ（外部取出）系に分岐して伝える構成とされた走行車両において、ＰＴＯ系の動力伝達経路途中の直線的に動力を伝達する伝動軸と伝動軸の間にはカップリングが配置され、該カップリングを介してエンジンからの動力が主軸からＰＴＯクラッチやＰＴＯ変速装置又は減速装置などを経てＰＴＯ軸に伝達されるように構成されていた。
特開平１０−２１７７８４号公報

しかし、ＰＴＯ軸に作業機を接続して駆動させる場合に、負荷変動等により作業機の回転数が変動すると、その変動がＰＴＯ系の動力伝達経路から走行系の動力伝達経路に逆流し、走行系の歯車の歯打ち音が発生するという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、エンジンからの動力を走行系とＰＴＯ系に分岐して伝えるとともに、該ＰＴＯ系の動力伝達経路途中にダンパーを有するカップリングを配置したものである。

請求項２においては、前記カップリングを走行系とＰＴＯ系とに分岐する分岐部と、ＰＴＯクラッチ又はＰＴＯ変速装置との間に配置したものである。

請求項３においては、前記カプリングをＰＴＯクラッチと、ＰＴＯ変速装置又は減速装置との間に配置したものである。

請求項４においては、前記カップリングはアウタカップリングと、インナカップリングと、該アウタカップリングとインナカップリングとの間に配置するダンパーから構成したものである。

請求項５においては、前記アウタカップリングとダンパーを直径方向に嵌通するピンによりインナカップリングに固定したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジンからの動力を走行系とＰＴＯ系に分岐して伝えるとともに、該ＰＴＯ系の動力伝達経路途中にダンパーを有するカップリングを配置したので、ＰＴＯ軸に接続して駆動する作業機の回転数が変動しても、カップリングにより変動が打ち消されて走行系に逆流することがなくなり、走行系の歯車の歯打ち音の発生を防ぐことができる。

請求項２においては、前記カップリングを走行系とＰＴＯ系とに分岐する分岐部と、ＰＴＯクラッチ又はＰＴＯ変速装置との間に配置したので、ＰＴＯ系からの回転変動による逆流を確実に防止することができる。

請求項３においては、前記カプリングをＰＴＯクラッチと、ＰＴＯ変速装置又は減速装置との間に配置したので、減速する前の上流側にカップリングが配置されることになり、ダンパーのトルク容量が小さくて済む。また、ＰＴＯクラッチとＰＴＯ変速装置又は減速装置との分離を容易に行うことができる。

請求項４においては、前記カップリングはアウタカップリングと、インナカップリングと、該アウタカップリングとインナカップリングとの間に配置するダンパーから構成したので、カップリングを簡単な構造で安価に構成できる。さらに、カップリングを容易に組み立てることができる。

請求項５においては、前記アウタカップリングとダンパーを直径方向に嵌通するピンによりインナカップリングに固定したので、アウタカップリングとダンパーとを簡単な構造で固定できる。また、組み立てを簡単に行うことができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図、図２は動力伝達経路を示すスケルトン図、図３はカップリングの断面図、図４は図３におけるＸ−Ｘ矢視断面図、図５は図３におけるＹ−Ｙ矢視断面図、図６はカップリングの分解図、図７はカップリングの別実施例を示す断面図、図８はカップリングの別実施例を示す分解図である。

まず、本発明の一実施例に係る作業車両をトラクタとして、その全体構成について説明する。

図１に示すように、トラクタ１において、エンジンフレーム２の前下部にフロントアクスルが揺動自在に配設され、該フロントアクスルに軸支された前車軸の両端に前輪３・３が取り付けられている。そして、エンジンフレーム２の後方にミッションケース４が配設されて、該ミッションケース４の後部の左右両側面にリアクスルケースが配設され、該リアクスルケースに軸支された後車軸の両端に後輪５・５が取り付けられている。さらに、ミッションケース４の後部にはトップリンク６、ロアリンク７・７などからなる作業機装着装置８が設けられ、該作業機装着装置８を介してロータリ耕耘機などの作業機１０が機体後部に装着可能とされている。

また、前記エンジンフレーム２の前後中途部上にエンジン１１が戴置されている。エンジン１１の前方には、ラジエータやバッテリなどが配置され、これらのエンジン１１やラジエータ、バッテリなどがボンネット１２により覆われている。そして、該ボンネット１２の後方にダッシュボード１３が配設されている。

前記ダッシュボード１３内にはハンドルコラムが配設され、該ハンドルコラムに支持されたハンドル軸の上端にハンドル１４が固設されている。さらに、該ダッシュボッド１３の後上方に配置されたハンドル１４の後方にシート１５が配設され、該シート１５の側方に主変速レバー、副変速レバー、ＰＴＯ操作レバーなどの操作レバー群が配設されている。こうして、ハンドル１４やシート１５などから運転部が構成され、該運転部がキャビン１６により覆われている。

次に、トラクタ１の走行系及びＰＴＯ系の駆動伝達経路について、図２を用いて説明する。

前記エンジン１１の後方にフライホイール１７が配設され、該フライホイール１７及びダンパー１８を介してエンジン１１の出力軸が主軸１９に接続されている。主軸１９は機体後方に向かって延設されており、該主軸１９と平行に伝達軸２５が配設されている。そして、該主軸１９と伝達軸２５との間に前後進切換装置２０が設けられている。前後進切換装置２０においては、主軸１９に二枚の歯車２１・２２が遊嵌されるとともに、歯車２１と主軸１９との間に後進用油圧クラッチ２３が配設され、歯車２２と主軸１９との間に前進用油圧クラッチ２４が配設されている。

また、伝達軸２５に二枚の歯車２６・２７が固設され、歯車２６に図示しない中間歯車を介して前記歯車２１が噛合され、歯車２７に前記歯車２２が噛合されている。こうして、前後進切換装置２０は前進用油圧クラッチ２４が係合されて歯車２２が主軸１９に連結されると、伝達軸２５が車両前進方向に回転され、逆に後進用油圧クラッチ２３が係合されて歯車２１が主軸１９に連結されると、伝達軸２５が車両後進方向に回転されるように構成されている。

さらに、前記前後進切換装置２０の下流側においては、伝達軸２５と主軸１９に外嵌された中空の伝達軸２９との間に高低速切換装置３０が配設されている。高低速切換装置３０においては、伝達軸２５に二枚の歯車３１・３２が遊嵌されるとともに、歯車３１と伝達軸２５との間に低速用油圧クラッチ３３が配設され、歯車３２と伝達軸２５との間に高速用油圧クラッチ３４が配設されている。

また、伝達軸２９に二枚の歯車３６・３７が固設され、歯車３６に伝達軸２５上の歯車３１が噛合され、歯車３７に伝達軸２５上の歯車３２が噛合されている。こうして、高低速切換装置３０は低速用油圧クラッチ３３が係合されて歯車３１が伝達軸２５に連結される場合と、高速用油圧クラッチ３４が係合されて歯車３２が伝達軸２５に連結される場合とで、二段階に変速可能とされている。

そして、前記高低速切換装置３０の下流側においては、伝達軸２９の後端に該伝達軸２９と同様に主軸１９に外嵌された中空の主変速入力軸３９が同心軸上に連結されるとともに、該主変速入力軸３９と平行に主変速軸４５が設けられ、該主変速軸４５と主変速入力軸３９との間に主変速装置４０が設けられている。主変速装置４０においては、主変速入力軸３９に四枚の歯車４１・４２・４３・４４が固設されている。

また、主変速軸４５に歯車４６・４７・４８・４９が遊嵌され、これらの歯車４６・４７・４８・４９に主変速入力軸３９上の歯車４１・４２・４３・４４がそれぞれ噛合されている。主変速軸４５の歯車４６・４７間及び歯車４８・４９間にはそれぞれ複式同期クラッチ５１ａ・５１ｂが配設されて、運転部に配置された主変速レバーの操作により前後方向に移動され、該クラッチ５１ａ・５１ｂの移動によって四枚の歯車４６・４７・４８・４９のうち、一枚の歯車が選択的に主変速軸４５と連結可能とされている。こうして、主変速装置４０が４段階に変速可能とされている。

さらに、前記主変速装置４０の下流側においては、前記主変速軸４５の後方に同心軸上に伝達軸５２が設けられるとともに、該伝達軸５２と平行に中間軸５３が配設され、該伝達軸５２と中間軸５３との間にクリープ変速装置５５が設けられている。クリープ変速装置５５においては、主変速軸４５の後端部に歯車５４が固設されるとともに、中間軸５３上に二枚の歯車５６・５７が固設され、一方の歯車５６に主変速軸４５上の歯車５４が噛合されている。

また、伝達軸５２上にシフタ歯車５８が軸方向に摺動自在にスプライン嵌合され、中間軸５３上の他方の歯車５７に噛合、又は主変速軸４５上の歯車５４に形成されたスプライン部に係合可能とされている。こうして、クリープ変速装置（または減速装置）５５はシフタ歯車５８が中間軸５３上の歯車５７に噛合されることによって減速可能とされている。なお、シフタ歯車５８が変速軸４５上の歯車５４に形成されたスプライン部に係合されると、伝達軸５２が主変速軸４５に直結されることになり、減速は行われない。

前記クリープ変速装置５５の下流側においては、前記伝達軸５２の後端に副変速入力軸５９が同心軸上に連結されるとともに、該副変速入力軸５９と平行に副変速軸６５が配設され、該副変速入力軸５９と副変速軸６５との間に副変速装置６０が設けられている。副変速装置６０においては、副変速入力軸５９に三枚の歯車６１・６２・６３が固設されている。

また、副変速軸６５に歯車６６・６７・６８が遊嵌され、これらの歯車６６・６７・６８に副変速入力軸５９上の歯車６１・６２・６３がそれぞれ噛合されている。副変速軸６５の歯車６６・６７間及び歯車６７・６８間にはそれぞれクラッチ６４ａ・６４ｂが配設されて、運転部に配設された副変速レバーによりが前後方向に移動され、該クラッチ６４ａ・６４ｂの移動によって三枚の歯車６６・６７・６８のうち、一枚の歯車が選択的に副変速軸６５と連結可能とされている。こうして、副変速装置６０が三段階に変速可能とされている。

前記副変速装置６０の下流側の一方においては、前記副変速軸６５と平行に前輪駆動出力軸６９が配設され、該前輪駆動出力軸６９と副変速軸６５との間に四輪駆動・前輪増速駆動切換装置７０が設けられている。四輪駆動・前輪増速駆動切換装置７０においては、副変速軸６５の前部に二枚の歯車７１・７２が固設されている。

また、前輪駆動出力軸６９に歯車７３・７４が遊嵌されて、歯車７３・７４に副変速軸６５上の歯車７１・７２がそれぞれ噛合されている。一方の歯車７３と前輪駆動出力軸６９との間には四輪駆動用油圧クラッチ７６が配設され、他方の歯車７４と前輪駆動出力軸６９との間には前輪駆動用油圧クラッチ７７が配設されている。こうして、四輪駆動用油圧クラッチが係合されて歯車が前輪駆動出力軸に連結されると、駆動状態が四輪駆動状態に切り換えられ、前輪増速用油圧クラッチが係合されて歯車が前輪駆動出力軸に連結されると、駆動状態が前輪増速駆動状態に切り換えられるように四輪駆動・前輪増速駆動切換装置７０が構成されて、該四輪駆動・前輪増速駆動切換装置７０により前輪３・３が駆動可能とされている。

さらに、前記副変速装置６０の下流側の他方においては、前記副変速軸６５が後方へ延出され、その後端に小傘歯車７８が固設されている。そして、該副変速軸６５上の小傘歯車７８に左右後輪用の差動装置（図示せず）の入力傘歯車が噛合され、後輪５・５が駆動可能とされている。このようにして、エンジン１１からの動力が分岐して走行系に伝達されるように構成されている。

一方、前記主軸１９の後端に伝達軸８１が同心軸上にカップリング１００を介して連結され、更に該伝達軸８１の後方に伝達軸８２が同心軸上にＰＴＯクラッチ８３を介して配設されている。そして更に、伝達軸８２の後端にＰＴＯ入力軸８９が同心軸上にカップリング１００を介して連結され、該ＰＴＯ入力軸８９と平行にＰＴＯ軸９５が配設されて、該ＰＴＯ入力軸８９とＰＴＯ軸９５との間にＰＴＯ変速装置９０が設けられている。ＰＴＯ変速装置９０においては、ＰＴＯ入力軸８９に三枚の歯車９１・９２・９３が固設されている。

また、ＰＴＯ軸９５に歯車９６・９７・９８が遊嵌され、これらの歯車９６・９７・９８にＰＴＯ入力軸８９上の歯車９１・９２・９３がそれぞれ固設されている。ＰＴＯ軸９５の歯車９６及び歯車９７と歯車９８との間にはクラッチ９４が配設されて、運転部に配設されたＰＴＯ操作レバーにより前後方向に移動され、該クラッチ９４の移動によって三枚の歯車９６・９７・９８のうち、一枚の歯車が選択的にＰＴＯ軸９５と連結可能とされている。こうして、ＰＴＯ変速装置９０が三段階に変速可能とされている。

そして、ＰＴＯ変速装置９０の下流側において、ＰＴＯ軸９５がミッションケース４を貫通して機体後方へ突出され、機体後部に作業機装着装置８により装着された作業機１０の入力軸に伝達軸などを介して連結されて、作業機１０が駆動可能とされている。このようにして、エンジン１１からの動力が分岐してＰＴＯ系に伝達されるように構成されている。

次に、ＰＴＯ系の動力伝達経路途中に配置した前記カップリング１００について、図３から図６を用いて説明する。

本発明のカップリング１００はＰＴＯ系の動力伝達経路途中、本実施例では走行系とＰＴＯ系とに分岐する部分となる前後進切換装置２０とＰＴＯクラッチ８３との間と、ＰＴＯクラッチ８３とＰＴＯ変速装置９０との間にそれぞれ配置されているが、本発明のカップリング１００は少なくとも一方に配置して、他方は従来のカップリングで連結してもよい。そして、カップリング１００により主軸１９と伝達軸８１とが連結されるとともに、伝達軸８２とＰＴＯ入力軸８９とが連結されている。

図３、図６に示すように、カップリング１００はアウタカップリング１０１と、インナカップリング１０２と、該アウタカップリング１０１とインナカップリング１０２との間に配置されるダンパー１０３とから構成されている。

前記インナカップリング１０２は円筒状に構成され、その内径がカップリング１００により連結される軸１９・８１（８２・８９）の連結部の直径と略等しくなるように形成されている。そして、インナカップリング１０２の内周面に軸方向にスプライン部１０２ａが形成され、該スプライン部１０２ａにインナカップリング１０２に軸方向両側から挿入される軸１９・８１（８２・８９）の連結部に形成されたスプライン部１９ａ・８１ａ（８２ａ・８９ａ）とがスプライン嵌合されるように構成されている。

さらに、インナカップリング１０２の外周面にも軸方向にスプライン部１０２ｂ・１０２ｃが形成されている。該インナカップリング１０２の外周面においては、軸方向両側部に形成されるスプライン部１０２ｂが軸方向中央部に形成されるスプライン部１０２ｃよりも高く形成されている。つまり、インナカップリング１０２の外周面がスプライン部１０２ｃが形成された軸方向中央部で括れるように形成され、該括れた部分の外周にダンパー１０３が位置決めされて配置されるように構成されている。

前記ダンパー１０３はゴムなどの弾性体などから円筒状に構成され、その内径がインナカップリング１０２の軸方向中央部の外径と略等しくなるように形成されている。そして、該ダンパー１０３の内周面に軸方向にスプライン部１０３ａが形成され、該スプライン部１０３ａにインナカップリング１０２の軸方向中央部に形成されたスプライン部１０２ｃがスプライン嵌合されるように構成されている。

また、前記アウタカップリング１０１は円筒状体に構成され、その内径が軸方向両側部でインナカップリング１０２の軸方向両側部の外径と略等しくなるように形成され、軸方向中央部でダンパー１０３の外径と略等しくなるように形成されている。そして、該アウタカップリング１０１の内周面において、軸方向両側部にスプライン部１０１ａが形成され、該スプライン部１０１ａにインナカップリング１０２の軸方向両側部に形成されたスプライン部１０２ｂがスプライン嵌合されるように構成されている。また、スプライン部１０１ａとスプライン部１０１ａとの間の軸方向中央部は溝部１０１ｂとされ、ダンパー１０３の外周部が嵌合可能とされている。

そして、前記アウタカップリング１０１にダンパー１０３が挿入されて溝部１０１ｂに嵌合され、更に該アウタカップリング１０１にインナカップリングが挿入されてスプライン部１０２ｃでダンパー１０３のスプライン部１０３ａとスプライン嵌合されると同時に、スプライン部１０２ｂでアウタカップリングのスプライン部１０１ａとスプライン嵌合されて、アウタカップリング１０１とインナカップリング１０２との間にダンパー１０３が配置された状態にカップリング１００が組み立てられる。

また、前記アウタカップリング１０１とインナカップリング１０２とダンパー１０３の各軸方向中央部には直径方向に孔１０１ｃ・１０２ｄ・１０３ｂが、アウタカップリング１０１とインナカップリング１０２とダンパー１０３とが前述のように組み立てられた状態で一致するように設けられている。そして、これらの孔１０１ｃ・１０２ｄ・１０３ｂにピン１０４が直径方向に嵌通されることで、アウタカップリング１０１とダンパー１０３とがインナカップリング１０２に固定されるように構成されている。

こうして、インナカップリング１０２に軸１９・８１（８２・８９）の連結部を軸方向両側からそれぞれピン１０４に当接するまで挿入してスプライン部１９ａ・８１ａ（８２ａ・８９ａ）でインナカップリング１０２のスプライン部１０２ａとスプライン嵌合することで、軸１９・８１（８２・８９）がダンパー１０３を有するカップリング１００で相対回転不能に連結される。

また、前記インナカップリング１０２は軸方向で前後に分割して構成することもできる。この場合、前後のインナカップリング１０２Ａ・１０２Ｂとダンパー１０３とは前述のようにスプライン嵌合により連結され、或いは、図７、図８に示すようにピン１０６などにより連結される。後者のピン１０６を用いる構成では、各インナカップリング１０２Ａ・１０２Ｂのダンパー取付部１０２ｅの外周にピン孔１０２ｆが開口されるとともに、ダンパー１０３にも孔１０３ｂの両側にピン孔１０３ｃが開口され、該ピン孔１０３ｃにピン１０６が挿入されてインナカップリング１０２Ａ・１０２Ｂとダンパー１０３とが固定される。

したがって、軸１９（８２）に伝えられた動力は、カップリング１００においてダンパーでショックが吸収された後、軸８１（８９）に伝えられる。逆に、作業機１０に負荷変動が生じて、作業機側からの回転数が変動した場合には、前記と逆方向からの変動が軸８１（８９）を経てカップリング１００に達すると、ダンパー１０３でショックが吸収されて殆ど抑えられる。

以上のように、作業車両においてエンジン１１からの動力を走行系とＰＴＯ系に分岐して伝えるように構成するとともに、該ＰＴＯ系の動力伝達経路途中にダンパー１０３を有するカップリング１００を配置したことから、ＰＴＯ軸９５に接続して駆動する作業機１０の回転数が変動しても、カップリング１００により変動が打ち消されて走行系に逆流することがなくなるので、走行系の歯車の歯打ち音の発生を防ぐことができる。

また、前記カップリング１００を走行系とＰＴＯ系とに分岐する分岐部と、ＰＴＯクラッチ８３又はＰＴＯ変速装置９０との間に配置したことから、ＰＴＯ系からの回転変動による逆流を確実に防止することができる。

また、前記カップリング１００をＰＴＯクラッチ８３と、ＰＴＯ変速装置９０との間に配置したことから、減速する前の上流側にカップリング１００が配置されることになり、ダンパー１０３のトルク容量が小さくて済み、更にＰＴＯクラッチ８３とＰＴＯ変速装置９０との分離を容易に行うことができる。なお、ＰＴＯ変速装置の代わりに減速装置を設けた場合でも、同様の効果を得ることができる。

また、前記カップリング１００がアウタカップリング１０１と、インナカップリング１０２と、該アウタカップリング１０１とインナカップリング１０２との間に配置されるダンパー１０３から構成したことから、カップリング１００を簡単な構造で安価に構成でき、更に容易に組み立てることができる。

また、前記アウタカップリング１０１とダンパー１０３を直径方向に嵌通するピン１０４によりインナカップリング１０２に固定したことから、アウタカップリング１０１とダンパー１０３とをインナカップリング１０２に簡単な構造で固定でき、カップリング１００の組み立ても簡単に行うことができる。

本発明の一実施例に係るトラクタの全体的な構成を示した側面図。 動力伝達経路を示すスケルトン図。 カップリングの断面図。 図３におけるＸ−Ｘ矢視断面図。 図３におけるＹ−Ｙ矢視断面図。 カップリングの分解図。 カップリングの別実施例を示す断面図。 カップリングの別実施例を示す分解図。

符号の説明

１１ エンジン
８３ ＰＴＯクラッチ
９０ ＰＴＯ変速装置
１００ カップリング
１０１ アウタカップリング
１０２ インナカップリング
１０３ ダンパー
１０４ ピン

Claims (5)

1. エンジンからの動力を走行系とＰＴＯ系に分岐して伝えるとともに、該ＰＴＯ系の動力伝達経路途中にダンパーを有するカップリングを配置したことを特徴とする作業車両。
2. 前記カップリングを走行系とＰＴＯ系とに分岐する分岐部と、ＰＴＯクラッチ又はＰＴＯ変速装置との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記カプリングをＰＴＯクラッチと、ＰＴＯ変速装置又は減速装置との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
4. 前記カップリングはアウタカップリングと、インナカップリングと、該アウタカップリングとインナカップリングとの間に配置するダンパーから構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
5. 前記アウタカップリングとダンパーを直径方向に嵌通するピンによりインナカップリングに固定したことを特徴とする請求項４に記載の作業車両。
   

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